Před přibližně třiceti lety se v zemích bývalé západní Evropy začal intenzivně řešit problém konečného zpracování čistírenských kalů z komunálních čističek odpadních vod (v ČR se někdy používá ne zcela přesného pojmu "kalová koncovka"). Zatímco v řadě evropských států řešení do značné míry nastolena jsou, ČR se nachází (až na malé výjimky) stále ve stadiu hledání cesty.
Kaly podobně jako odpady obsahují škodliviny, které je nutné od životního prostředí důsledně oddělovat. Jedním ze základních kritérií při výběru technologie musí být její schopnost spolehlivě splňovat funkci účinného a spolehlivého filtru na hranici mezi antropogenní sférou a životním prostředím.
Technologie pro zpracování čistírenských kalů nesmí umožňovat vnášení škodlivin do životního prostředí. Pro konečné zpracování kalů je nutné volit takové postupy a technologie, které jednoznačně neumožní ředění či míšení odpadů, resp. rizikových látek. Zákaz ředění či míšení škodlivin je v evropských zemích důsledně uplatňován a platí i u nás (zákon o odpadech 185/2001 Sb., ve znění 07/2005 Sb.). Pro dlouhodobé kvalitní řešení kalové problematiky jsou i u nás k dispozici spolehlivé a ověřené technologie.
STRATEGIE NULOVÉHO RIZIKA
V ČR jsou surové čistírenské kaly většinou podrobeny procesu anaerobní stabilizace (vyhnívání), mechanickou cestou odvodněny (do obsahu 20-25 (30) % hm. sušiny) a posléze skládkovány či v různých formách aplikovány do zemědělské půdy, přičemž podmínky použití upravených kalů na zemědělské půdě upravuje vyhláška č. 382/2001. Sb. Stabilizovaný kal má vykazovat takové vlastnosti, aby podle všeobecně rozšířeného názoru nenastaly problémy ve vztahu k životnímu prostředí.
Nicméně proces stabilizace čistírenských kalů neznamená v žádném případě jejich hygienizaci. Procesem vyhnívání se paleta škodlivin podstatně nemění - kaly z čistíren odpadních vod jako konečný produkt procesu čištění odpadních vod obsahují množství škodlivých látek nejrůznějšího druhu. Za pozornost stojí hlavně celá řada choroboplodných zárodků, jako vajíčka červů, bakterie, viry, hormony, BSE - priony a dále celá řada "klasických" škodlivin, jako jsou těžké kovy, sloučeniny bromu a chloru, aromatické uhlovodany, dioxiny a furany. Tab. 1 ukazuje typické parametry a látky obsažené v sušině kalů v porovnání s mezními hodnotami některých rizikových látek v sušině kalů pro aplikaci do zemědělské půdy v ČR. Toto porovnání ukazuje, že reálné hodnoty koncentrací těchto látek mohou být až několikanásobně vyšší.
Zdá se, že obyvatelstvo v zemích Evropské unie je stále méně ochotno tolerovat vnášení zdraví škodlivých látek do přírody a do potravinového řetězce. Trendy v Evropě jednoznačně ukazují, že se postupně uplatňuje zákaz skládkování biologicky rozložitelných odpadů a hodnota kalů jako hnojiva pro použití v zemědělství je výrazně přehodnocována. Princip předběžné opatrnosti přikazuje, že vnášení kalů do přírody je nutné odmítnout.
V této souvislosti je vhodné uvést příklad Švýcarské konfederace, která svým standardem odpadového hospodářství výrazně převyšuje země Evropské unie. Ve Švýcarsku platí od 1. 10. 2006 zákaz používání čistírenských kalů pro zemědělské účely na všech půdách (zemědělské a ostatní) v jakékoliv formě (čistírenský kal nepřestává být čistírenským kalem).
Důvody této strategie zpracování čistírenských kalů platí obecně. Kaly obsahují zbytky léčiv, antibiotik, přísad pracích a kosmetických prostředků a jsou sběrnicí mikroznečištění. Také transfer těžkých kovů obsažených v kalech do zemědělské půdy není nulový a není jisté, zda lze používat kaly v zemědělství z důvodu možné přítomnosti BSE prionů.
Vzhledem k tomu, že také příspěvek kalů do bilance vstupu hnojiv je malý, můžeme shrnout, že akceptování hnojení čistírenskými kaly skončilo (strategie nulového rizika).
V České republice je stále ještě používán argument, že čistírenské kaly jsou přírodním produktem a při jejich případné aplikaci v zemědělství jsou svým obsahem živin přínosem, takže vlastně jako přírodní produkt do přírody patří...(Citát: Dohányos, M.: Efektivní využití a likvidace čistírenských kalů. Biom CZ 2006).
Tabulka 2 názorně ukazuje roční množství fosforu, dusíku a draslíku vnášeného do zemědělské půdy na zmíněném příkladu Švýcarské konfederace v závislosti na zdrojích těchto látek (přírodní hnůj, minerální hnojiva, čistírenský kal, kompost, ostatní hnojiva). Uvedené údaje pocházejí z roku 2002, kdy se do zemědělské půdy vkládalo kolem 20 % celkového množství kalů (200 000 t TS/rok). Z těchto údajů vyplývá, že absence čistírenských kalů v zemědělské půdě neznamená v žádném případě deficit uvedených živin. Naopak absence čistírenských kalů znamená eliminaci rizik daných kontaminací čistírenských kalů škodlivinami.
MNOŽSTVÍ KALŮ
Pro odhad výskytu či množství čistírenských kalů v ČR lze použít rámcovou, zjednodušenou, nicméně v praxi ověřenou, reálnou úvahu: dlouhodobě lze počítat s průměrným výskytem zhruba 30 kg sušiny (TS) surového (tedy nestabilizovaného) čistírenského kalu na osobu a rok.
Vyjdeme-li z předpokladu, že v ČR bude jednou na čistírny odpadních vod napojeno 10 mil. obyvatel, bude nutné zabývat se zpracováním 300 000 tun sušiny surového čistírenského kalu s přibližně 30-40 % anorganického podílu ročně.
Bude-li veškerý čistírenský kal podroben anaerobní stabilizaci, lze uvažovat, že kolem 50 % organického podílu sušiny bude využito na generaci bioplynu. V takovém případě by bylo možné v ČR počítat s ročním výskytem kolem 200 000 t sušiny stabilizovaného, vyhnilého kalu, resp. téměř 1,0 mil tun vyhnilého odvodněného kalu s obsahem sušiny 21,5 %.
V zahraničí se uplatňuje praxe, že stávající vyhnívací nádrže nejsou s přechodem na energetické využívání kalů obnovovány a kaly jsou zpracovávány, resp. přímo energeticky využívány v surovém stavu. Odpadají tak náklady na údržbu nádrží, resp. jejich výstavbu, a získané plochy mohou být využívány například pro intenzifikaci vlastního čistírenského provozu.
Tomuto trendu napomáhá rovněž celková energetická bilance, která je v případě přímého energetického využívání surového kalu příznivější než energetická bilance v případě anaerobní stabilizace s výrobou bioplynu, s jeho energetickým využíváním a s následným termickým zpracováním zbylého vyhnilého kalu.
TECHNOLOGICKÉ MOŽNOSTI ZPRACOVÁNÍ ČISTÍRENSKÝCH KALŮ
V současné době existuje pestrá paleta různých technologií pro zpracování čistírenských kalů. Některé z nich jsou provozně ověřené, jiné dosud ověřené nejsou.
První skupinou jsou ověřené technologie, nevyžadující obsah sušiny vlhkého kalu nad 30 %. Jde o monospalování ve fluidním, etážovém nebo kombinovaném ohništi a spolu-spalování v elektrárnách nebo ve spalovnách odpadů. Těmito postupy se dá zpracovávat dostatečně odvodněný kal získaný mechanickou cestou (odstředění, filtrace).
Další skupinou pro zpracování čistírenských kalů jsou technologie vyžadující obsah sušiny vlhkého kalu nad 30 %. Předsušené kaly jsou spoluspalovány v cementářských pecích a spalovnách odpadů, nebo zplyňovány ve fluidní vrstvě.
Mezi provozně neověřené technologie patří dvě technologie: mokrá oxidace a výroba biopaliva na bázi čistírenského kalu.
Podrobnějším popisem technologií zpracování čistírenských kalů se budeme zabývat v příštím čísle časopisu.
Prof. Ing. Jaroslav HYŽÍK, PhD.
EIC, s. r. o.,
Ecological and Industrial Consulting
